60Co-γ 辐照对两个越南油茶品种幼苗的生理影响

查钱慧，黄久香，吕铭滔，龚勇军，黄永芳*

(1. 广东省林业调查规划院，广东 广州 510520；2. 华南农业大学林学与风景园林学院，广东 广州 510642)

越南油茶Camelliadrupifera属山茶科Theaceae山茶属Camellia油茶组Sect.Oleifera，是油茶栽培种之一，分布于越南、老挝及我国广东南部、海南、广西[1]。越南油茶树形高大，为中等乔木，开花时满树繁花，观赏价值高。其果实大于普通油茶C.oleifera，果皮相对较厚，抗性强，是桂南地区主要栽培种。

辐射育种是常用的作物育种方法之一，相比于传统育种方法具有简单、高效、突变率高等优点，而60Co-γ 辐照是常用辐射射线之一[2]。60Co-γ 辐照对经济作物生长、生理特性、病害预防及加工品质等的影响均有研究[3—8]。关于60Co-γ 辐照对越南油茶种子发芽及植株生长的影响研究发现，低剂量(10～30 Gy)60Co-γ 辐照对越南油茶的表型生长影响不显著，高剂量(50～70 Gy)能显著抑制其幼苗生长[9—10]，但抑制生长的生理机制尚不清楚。本试验以60Co-γ辐照的越南油茶种子培育的幼苗叶片为材料，测定其叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等生理生化指标，为越南油茶的辐射育种研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料及辐射源

从广东璠龙农业科技发展有限公司基地采摘璠龙3 号C.drupifera‘Fanlong 3’和璠龙5 号C.drupifera‘Fanlong 5’成熟鲜果收集种子，进行60Co-γ射线辐照处理。璠龙3 号和璠龙5 号于2016 年通过广东省良种认定。60Co-γ 辐射技术由广州华大辐照中心提供。

1.2 方法

60Co-γ 辐照设置0 Gy、40 Gy、50 Gy、60 Gy、70 Gy 5 个水平。将40 Gy、50 Gy、60 Gy、70 Gy组分开进行辐射处理，每个处理3 个重复，每重复60 粒。对越南油茶种子采取短时照射，辐射时长为20 min，0 Gy 剂量为对照组。

待种子发芽后，移苗上袋。待苗高达30 cm 后，随机选取各处理组长势优良植株10 株，采摘中部叶剪碎混匀后测定叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量及超氧歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性。叶绿素、可溶性蛋白含量测定参考陈建勋[11]的方法；可溶性总糖含量的测定采用硫酸-蒽酮法[12]；过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法测定；超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑法测定[12]。

1.3 数据分析

采用SPASS 17.0 进行数据分析处理。

2 结果与分析

2.1 60Co-γ 辐照对越南油茶幼苗叶绿素含量的影响

由图1 可知，璠龙3 号油茶60Co-γ 辐照组50 Gy剂量组叶片叶绿素含量最低，为0.87 mg·g-1，与其他组呈显著性差异(P＜0.05)，而其他组间差异不显著(P＞0.05)。璠龙5 号油茶在40 Gy60Co-γ 辐照处理后叶绿素含量较高，为1.38 mg·g-1；50 Gy 剂量组叶绿素含量最低，为0.42 mg·g-1，50 Gy 组叶绿素含量与其他组均呈显著性差异(P＜0.05)。可见，璠龙3 号与璠龙5 号油茶均以50 Gy 辐照组叶片叶绿素含量最低。

图1 60Co-γ 辐照对璠龙3 号、璠龙5 号叶绿素含量影响Fig. 1 The effects of 60Co-γ irradiation on chlorophyll content of Camellia drupifera ‘Fanlong 3’ and ‘Fanlong 5’

2.2 60Co-γ 辐照对越南油茶幼苗可溶性糖含量的影响

由图2 可知，璠龙3 号油茶以50 Gy60Co-γ 辐照处理的可溶性糖含量较高，60 Gy 组可溶性糖含量最低，50 Gy剂量组可溶性糖含量显著高于60 Gy、70 Gy 处理组(P＜0.05)。璠龙5 号的可溶性糖含量随60Co-γ 辐照剂量升高总体呈下降趋势，70 Gy 处理的可溶性糖含量最低。多重比较表明50 Gy 组可溶性糖含量与对照组、70 Gy 差异显著(P＜0.05)，其余组间差异不显著(P＞0.05)。除50 Gy 组，璠龙5 号各组的可溶性糖含量均比璠龙3 号各组含量高。

图2 60Co-γ 辐照对璠龙3 号、璠龙5 号可溶性糖含量影响Fig. 2 The effects of 60Co-γ irradiation on soluble sugar content of Camellia drupifera ‘Fanlong 3’ and ‘Fanlong 5’

2.3 60Co-γ 辐照对越南油茶幼苗可溶性蛋白含量的影响

由图3 可知，璠龙3 号油茶经60Co-γ 辐照处理后，60 Gy 组幼苗可溶性蛋白含量较低；40 Gy 剂量组的可溶性蛋白含量显著高于60 Gy 组 (P＜0.05)。璠龙5 号油茶经60Co-γ 辐照处理，60 Gy 剂量组可溶性蛋白含量较低，显著低于70 Gy 组 (P＜0.05)，其他组间差异不显著(P＞0.05)。璠龙3 号和5 号油茶均表现出60 Gy 组可溶性蛋白含量较低。

图3 60Co-γ 辐照对璠龙3 号、璠龙5 号可溶性蛋白含量影响Fig. 3 The effects of 60Co-γ irradiation on soluble protein content of Camellia drupifera ‘Fanlong 3’ and ‘Fanlong 5’

2.4 60Co-γ 辐照对越南油茶幼苗抗氧化酶活性的影响

由表1 可知，璠龙3 号油茶经40 Gy、50 Gy60Co-γ 辐照处理的叶片SOD 活性高于对照组，但高剂量组(60 Gy、70 Gy) SOD 活性较低，70 Gy 组的SOD 活性与对照组及低剂量(40 Gy、50 Gy)组有显著性差异(P＜0.05)。璠龙3 号油茶60Co-γ 辐照处理的对照组叶片POD 活性高于辐照组，最低为40 Gy 组，与其他组呈显著性差异(P＜0.05)。璠龙5 号油茶对照组SOD 活性较低，70 Gy 组 SOD 活性最高，显著高于其他组(P＜0.05)；60 Gy 组POD 活性较低，50 Gy组POD 活性较高，60Co-γ 辐照的50 Gy、60 Gy、70Gy组间POD 活性呈显著性差异(P＜0.05)。

表1 60Co-γ 辐照对璠龙3 号和璠龙5 号SOD 和POD 酶活性的影响Table 1 The effects of 60Co-γ irradiation on SOD and POD activities of Camellia drupifera ‘Fanlong 3’ and ‘Fanlong 5’

3 结论与讨论

不同剂量60Co-γ 辐照处理对越南油茶幼苗叶片叶绿素含量影响不一致，但璠龙3 号与5 号均表现为50 Gy 组叶绿素含量显著低于其他组。对璠龙3号与5 号两品种可溶性糖含量影响表现不一，璠龙3 号50 Gy 与60 Gy、70 Gy 组可溶性糖含量有显著性差异，60 Gy 组较低；璠龙5 号0 Gy、50 Gy、70 Gy 组间可溶性糖含量呈显著性差异，70 Gy 组较低。璠龙3 号40 Gy、60 Gy 组可溶性蛋白含量有显著性差异，其他组间差异不显著；璠龙5 号60 Gy、70 Gy组可溶性蛋白含量呈显著性差异，其他组间差异不显著。两品种均以60 Gy 组可溶性蛋白含量较低。60Co-γ 辐照对璠龙3 号和璠龙5 号叶片抗氧化酶活性影响不一。璠龙3 号高剂量组(70 Gy) SOD 活性较低而璠龙5 号高剂量(70 Gy ) 组SOD 活性较高；低剂量(40 Gy)辐照对璠龙3 号破坏大，POD 活性较低，璠龙5 号POD 活性变化与璠龙3 号相反，表现出高剂量(60 Gy、70 Gy)对其损伤大，POD 活性低。

60Co-γ 辐照能显著影响植物的生理代谢。牛贺雨等[13]认为低剂量辐射会提高大花紫薇Lagerstroemiaspeciosa叶绿素质量分数，高剂量辐射则降低叶绿素质量分数。本试验中璠龙3 号和璠龙5 号均表现出50 Gy 组叶绿素显著降低。这说明50 Gy 辐射对越南油茶种子刺激最大，进而影响到幼苗生长时的叶绿素含量。费金喜等[14]研究表明低剂量60Co-γ 辐照提高红掌Anthuriumandraeanum叶片可溶性糖含量，高剂量则降低可溶性糖含量。越南油茶璠龙3 号经60 Gy、70 Gy60Co-γ 辐照处理其可溶性糖含量降低，70 Gy 辐照使璠龙5 号可溶性糖含量显著降低，表明高剂量辐照确实降低越南油茶叶片可溶性糖含量。此外，璠龙3 号、璠龙5 号叶绿素含量均以50 Gy 剂量处理较低，可溶性蛋白含量均以60 Gy 剂量处理较低。这说明高剂量对越南油茶种子的影响持续到幼苗生长期，植株仍未通过营养生长修复种子期的辐射影响。查钱慧等[10]研究表明，高剂量辐照(50 Gy、60 Gy、70 Gy)对越南油茶种子的出苗及表观生长(叶面积、苗高、地径)具抑制作用，且璠龙3 号优树种子半致死剂量为64 Gy，璠龙5 号优树半致死剂量为57 Gy。本试验与其材料为同一批，生理特性与形态变化相吻合，表明辐照对种子的影响会持续到营养生长中，而生理指标正是体现之一。半致死剂量辐照使得植物发生突变概率往往高于其他剂量，虽突变方向不可控，但易出现新的育种资源，对辐照育种具重大意义。不同植物对60Co-γ 辐照耐受力不同且越南油茶的不同优树间也有差异，因此璠龙3 号和璠龙5 号对60Co-γ 辐照响应不同，属正常现象。